Analytic study of superradiant stability of Kerr-Newman black holes under charged massive scalar perturbation
研究了带电质量标量扰动下Kerr-Newman黑洞的超辐射稳定性。我们把黑洞作为背景几何，研究了标量微扰的运动方程。从径向运动方程出发，导出标量微扰所经历的有效势。通过对这个有效势的分析，发现当Kerr-Newman黑洞的内外视界满足$\frac{r_-}{r_+}\leqslant\frac{1}{3}$，标量扰动与黑洞的荷质比满足$ \frac{q}{μ}\frac{Q}{ M}>1 $时，Kerr-Newman黑洞与标量扰动系统是超辐射稳定的.
2021-01-06 gr-qc
Accuracy of the Post-Newtonian Approximation for Extreme-Mass Ratio Inspirals from Black-hole Perturbation Approach
利用解析已知的最高后牛顿阶引力能流和精确的黑洞微扰方法数值结果，重新讨论了后牛顿近似的精确性及其对Kerr时空中点粒子准圆轨道的有效区域.结果发现，区域的有效性变得更大的PN阶的结果，虽然有几个局部最大值的区域的有效性相对较低的PN阶的结果。这可能意味着更高的PN阶计算也鼓励可比质量的双星。
2016-05-25 gr-qc
Analytic solutions of scalar perturbations induced by scalar perturbations
研究了标量微扰通过微扰中出现的二阶非线性相互作用引起的标量微扰。我们导出了理想流体中诱导标量扰动的解析解。特别地，我们考虑了辐射主导时代和物质主导时代的扰动。利用解析解，我们还讨论了诱导扰动的功率谱。
2021-03-14 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Analytic approximations, perturbation theory, effective field theory methods and their applications
我们总结了2013年7月在华沙举行的GR 20和Amaldi 10会议的并行会议B4：“解析近似，微扰理论有效场论方法及其应用”和联合会议B2/B4：“爱因斯坦方程的近似解：方法和应用”。提供的会谈报告了重力研究各个领域的重大进展。
2014-01-09 astro-ph.CO gr-qc
Analytic Solutions for Cosmological Perturbations in Multi-Dimensional Space-Time
我们得到了一个多维FRW宇宙学中的密度对比度和各向异性压力与碰撞，无质量的物质的解析解。这些都是比较一个完美的流体宇宙的扰动。为了描述度规扰动，我们使用明显的规范不变度规势。用（自动规范不变）有限温度场论代替动力学理论计算了物质微扰。(Talk在1993年4月5日至7日在比利时布鲁塞尔举行的相对主义者新闻会议上发表）
1993-11-08 astro-ph gr-qc
Semiclassical Approximations to Cosmological Perturbations
我们应用几种与WKB近似相关的方法研究暴胀过程中的宇宙学扰动，得到了慢滚参数下一阶和二阶标量和张量扰动的全功率谱.我们比较我们的结果与其他方法，特别是格林函数方法，并找到协议的慢卷结构。标量波传播的史瓦西背景也被认为是。
2007-05-24 astro-ph gr-qc hep-th
Gedanken experiments at high-order approximation: Kerr black hole cannot be overspun
Sorce和Wald提出了一种新的gedanken实验来检验Kerr-Newmann黑洞中的弱宇宙监督猜想（WCCC）。然而，他们的讨论只包括扰动的二阶近似，并且存在一个最优条件，使得WCCC的有效性由高阶近似决定。因此，本文将他们的讨论推广到高阶近似，研究了近极值Kerr黑洞中的WCCC。在假设时空满足稳定性条件，微扰物质场满足零能条件下，基于Iyer和Wald的Noether荷方法，完整地计算了前四阶微扰不等式，并讨论了相应的超旋Kerr黑洞的gedanken实验.结果表明，在四阶微扰近似下，近似极值Kerr黑洞不可能被破坏.然后，利用数学归纳法，严格证明了当一阶$(n-1)$扰动不等式饱和时，$n$一阶扰动不等式的存在性.利用这些结果，我们讨论了Gedanken实验的$100$一阶近似，发现Kerr黑洞中的WCCC在高阶微扰近似下是成立的.我们的研究表明，在微扰水平下，Kerr黑洞可能严格满足WCCC.
2021-08-07 gr-qc hep-th
Computation of inflationary cosmological perturbations in the power-law inflationary model using the phase-integral method
由Fröman和Fröman设计的相位积分近似被用来计算幂律暴胀模型中的宇宙学扰动。标量和张量功率谱的相位积分公式显式地获得了九阶的相位积分近似。我们表明，相位积分近似精确地再现了标量和张量扰动以及谱指数的功率谱的形状。我们比较的相位积分近似的准确性与慢滚和均匀近似方法获得的功率谱的结果。
2007-03-22 astro-ph gr-qc
Cosmological post-Newtonian approximation compared with perturbation theory
在具有宇宙学常数的零压介质中，比较了宇宙学一阶后牛顿（1PN）近似和相对论宇宙学线性微扰理论。我们比较了两种方法中几种不同规范条件下的方程和解。在PN方法中，我们得到了与规范条件无关的1PN阶密度、速度和引力势的微扰方程。然而，与这些1PN方程的对应关系仅在微扰理论中的某些规范条件下可用。零剪切规范中的扰动速度方程和扰动引力势方程与牛顿方程完全一致，牛顿方程直到1PN阶仍然有效（对于同动规范中的扰动速度也是如此），零剪切规范和均匀膨胀规范中的扰动密度方程也符合1PN阶。我们确定其他对应可在不同的规范条件下的微扰理论。
2012-06-22 astro-ph.CO gr-qc
Analytic Spectra of CMB Anisotropies and Polarization Generated by Scalar Perturbations in Synchronous Gauge
本文给出了同步规范中标量度规微扰产生的CMB温度各向异性α_k和偏振β_k的详细解析计算，与我们以前以RGW为产生源的工作相平行。这主要是通过玻尔兹曼方程的解析时间积分来实现的，得到了α_k和β_k的封闭形式。近似，如紧耦合近似的光子前的重组和标量扰动的长波长限制。分析了标量微扰中的剩余规范模，在辐射物质相等的条件下，选择了一个合适的标量微扰加入条件，保证了能量微扰的连续性。由此得到的极化多极矩a^E_l和温度各向异性a^T_l的解析表达式是标量微扰、复合时间、复合宽度、光子自由流阻尼因子、重子分数、初始振幅、原始标量谱指数和运行指数的显函数。这些结果表明，复合宽度越大，在大尺度上产生的极化幅度越大，在小尺度上产生的阻尼越大，复合时间越晚，C^{XX '}_l的峰向更大的角尺度移动。解析谱C^{XX '}_l与数值谱和WMAP观测到的大尺度谱（1 \lesssim 500）一致，但在较小尺度上与数值结果有较大偏差，表明了我们近似解析计算的局限性。指出了几种可能的改进，以进一步研究。
2012-04-30 astro-ph.CO gr-qc
A non-linear approximation for perturbations in ΛCDM
我们用梯度级数展开描述了ΛCDM宇宙中的不均匀性，并证明了它描述的引力演化远远超出了标准微扰论的能力，进入了非线性区域。我们将梯度展开与描述ΛCDM宇宙中生长结构的精确非齐次ΛLTB解（包含宇宙学常数的Lemaitre-Tolman-Bondi度规）进行了比较，发现梯度展开很好地逼近了精确解。
2012-10-18 astro-ph.CO gr-qc
Adiabatic radial perturbations of relativistic stars: analytic solutions to an old problem
本文建立刻画广义相对论中理想流体恒星绝热径向扰动的新方程组，获得解析解与振动本征频率，并导出显著低于 Buchdahl 界、且不依赖状态方程的稳定恒星紧致度上界。
2024-05-10 astro-ph.SR gr-qc
Comparison of two approximation schemes for solving perturbations in a LTB cosmological model
最近，作者将二阶微扰理论应用于尘埃Friedmann-Lemaitre-Robertson-Walker宇宙模型，研究了Lemaitre-Tolman-Bondi宇宙模型中的微扰。在此之前，已有文献在Clarkson，Clifton和February提出的假设下分析了Lemaitre-Tolman-Bondi宇宙模型中的线性微扰，其中两个微扰变量是可忽略的。然而，这是一个重要的问题，在什么情况下克拉克森-克利夫顿-二月假设是有效的。在本文中，我们研究这两种方法之间的差异。结果表明，在一般情况下，这两种方法是不兼容的。也就是说，在我们的微扰过程中，克拉克森-克利夫顿-二月假设在我们感兴趣的顺序上是无效的。
2014-10-08 astro-ph.CO gr-qc
A General Analytic Formula for the Spectral Index of the Density Perturbations produced during Inflation
暴胀过程中产生的密度扰动谱的标准计算假设暴胀过程中只有一个真实的动力学自由度。然而，没有理由相信事实确实如此。本文导出了暴胀过程中密度扰动的谱和谱指数的一般解析公式。
1995-11-29 astro-ph gr-qc hep-ph
The spectrum of cosmological perturbations produced by a multi-component inflaton to second order in the slow-roll approximation
我们推导出一般的解析公式的功率谱和谱指数的曲率扰动在暴胀驱动的多分量暴胀子场，直到二阶的慢滚近似。除了慢滚条件、爱因斯坦引力和不存在任何永久等曲率模式外，我们不假设标量场空间上的势或度规的任何特定性质。
1996-04-18 astro-ph gr-qc hep-ph
A more accurate analytic calculation of the spectrum of cosmological perturbations produced during inflation
导出了暴胀过程中标量曲率扰动谱和引力波谱的计算公式，其中包括幂律暴胀、小角近似下的自然暴胀和慢滚近似下的暴胀.
1993-02-18 astro-ph gr-qc hep-ph
Gedanken experiments at high-order approximation: nearly extremal Reissner-Nordstrom black holes cannot be overcharged
利用Sorce和Wald提出的新版本的gedanken实验，在物质场微扰的二级近似下研究了黑洞的弱宇宙监督猜想（WCCC）.然而，只考虑扰动直到二阶近似是不完整的，因为存在一个最优选项，使得事件视界的存在条件在二阶处消失。对于这种情况，我们无法判断WCCC是否满足此订单。在我们的研究中，一般地导出了$k$阶扰动不等式。利用这些不等式，我们在高阶近似下研究了近似极值Reissner-Nordstöm黑洞的WCCC.结果表明，WCCC不能违反后，扰动。从这个结果可以看出，对于近极值RN黑洞，WCCC在微扰水平上是严格满足的。
2020-05-09 gr-qc hep-th
Clines and the Analytic Structure of Black Hole Perturbations
Utah State University（犹他州立大学）
本文通过克莱因线概念分析黑洞扰动的解析结构，揭示其莫比乌斯不变性，从而简化了黑洞扰动问题的求解。
2025-12-11 gr-qc hep-th
An Analytic Perturbation Approach for Classical Spinning Particle Dynamics
基于Mathisson-Papapetrou-Dixon（MPD）运动方程，提出了一种解析描述经典自旋粒子动力学的微扰方法。通过幂级数展开相对于粒子的自旋幅度，它示出了如何获得一般形式的解析表示的粒子的运动学和动力学的自由度，是正式适用于无限阶的扩展。在这种形式主义，它是可能的，以确定一个经典的模拟辐射修正粒子的质量和自旋由于自旋引力相互作用。这种方法的鲁棒性表明，通过显示如何明确计算的一阶动量和自旋张量分量的任意粒子运动在一般的时空背景。潜在的有趣的应用程序的基础上，这种扰动的方法进行了概述。
2008-04-10 astro-ph gr-qc
Relativistic Zel'dovich approximation in spherically symmetric model
我们比较相对论近似方法，它描述了在膨胀的宇宙中的引力不稳定性，在一个球对称模型。考虑线性微扰理论、二阶微扰理论、相对论Zel'dovich近似和相对论post-Zel'dovich近似，并与Lema-Tolman-Bondi解进行比较，以检验这些近似的精度.在前人的工作中，我们考虑了物质分布不均匀的情况，而通常采用的是均匀的礼帽模型。结果表明，在弱非线性区域，Zel'dovich型近似一般比传统的微扰理论更精确。讨论了Zel'dovich型近似的适用范围。
1997-11-04 astro-ph gr-qc
Analytic solution for matter density perturbations in a class of viable cosmological f(R) models
对于一类可行的$f(R)$引力宇宙学模型，对于大的$R$，其对爱因斯坦引力的偏离按Ricci标量$R$的逆幂律减小，得到了物质占优阶段物质分量密度扰动的超几何函数解析解.在远小于当前哈勃尺度的尺度下，得到了物质传递函数的解析表达式。
2010-02-23 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Analytic Description of DGP Perturbations on All Scales
我们开发的线性演化的DGP braneworld修改重力的情况下，包括近地平线和超地平线模式的解决方案，在批量需要的度量扰动的解析解。这些解决方案适用于自加速和正常的分支和阐明的性质的坐标奇异性和初始数据的批量以及它们的影响上的膜微扰演化。即使在超视界尺度上，由于体元中的多重共振，度规扰动的演化也不再必然是无标度的。基于这些解析解，我们设计了方便的拟合函数的演变，桥梁的各种空间和时间制度。与体方程的直接数值积分相比，拟合在百分比水平上是准确的，并且足以用于当前和即将进行的观测测试。
2010-11-12 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Analytic and Numerical Study of Scalar Perturbations in Loop Quantum Cosmology
本文在圈量子宇宙学框架下解析与数值研究了标量扰动，采用NO-AHD真空态规定并改进了慢滚修正，首次数值计算了混合与穿衣度量方法的功率谱，验证了解析估计的准确性。
2024-07-25 gr-qc hep-th
Primordial magnetic fields from second-order cosmological perturbations: Tight coupling approximation
我们探讨了在前复合时期由二阶宇宙学扰动产生大尺度磁场的可能性。这一过程的关键是宇宙等离子体中光子和带电粒子之间的汤姆逊散射。为了驯服的多组分相互作用的流体系统，我们采用紧耦合近似。它示出的源项的磁场给出的涡度，它的信号的内在二阶量，和产品的一阶扰动。涡度本身源自涡度演化方程中一阶量的积。由这个过程产生的磁场估计为$\sim 10^{-29} $高斯的地平线尺度上的重组时代。虽然我们的粗略估计表明，目前的生成机制甚至可以在较小的尺度上工作，但需要进行更仔细的调查，以弄清楚它是否确实在广泛的空间尺度上工作。
2009-06-10 astro-ph gr-qc
Cosmological perturbations in $k$-essence model
亚视界近似是宇宙学扰动理论中常用的一种近似。然而，在本文中，它表明，subhorizon近似并不总是一个很好的近似，至少在$k$ -本质模型的情况下。我们还发现，$k$ -本质模型给出的声速对物质密度扰动的时间演化有很大的影响，未来的观测可以澄清$Λ$ CDM模型和$k$ -本质模型之间的差异.
2012-03-16 astro-ph.CO gr-qc hep-th
WKB approximation for inflationary cosmological perturbations
提出了一种基于WKB近似的预测暴胀宇宙学扰动的新方法。导出了WKB标量和张量功率谱的一般表达式。新的近似方案的主要优点是，它是有效的，即使违反慢滚条件。该方法适用于幂律通货膨胀，它允许与一个确切的结果进行比较。它表明，WKB近似准确地预测的频谱指数和振幅的误差低于10%，即使在制度远离标度不变性。新的近似方法也适用于慢滚条件的情况。结果表明，所得结果与标准的慢滚计算结果十分相似。最后，简要地提到了一些可能的改进。
2003-04-16 astro-ph gr-qc hep-ph
Back-Reaction of Cosmological Perturbations in the Infinite Wavelength Approximation
膨胀宇宙中的宇宙学扰动会对它们传播的时空产生反作用。微扰理论中对最低非零阶的计算表明，超哈勃尺度的涨落是一个负的、依赖于时间的宇宙学常数，因此可能导致宇宙学常数的动力学弛豫机制。在这里，我们提出了一个简单的模型，如何从均匀和各向同性宇宙学的角度来理解这种效应。然而，我们的分析也表明，一个有效的空间曲率诱导，表明潜在的问题，在实现动力学弛豫的宇宙学常数通过反反应。
2004-07-07 astro-ph gr-qc hep-ph
Duality in Perturbation Theory and the Quantum Adiabatic Approximation
对偶性被认为是微扰理论推导，给出一个系列的解决方案，在一个小参数，其对偶系列的发展参数是另一个的逆。微扰理论中的对偶对称性被确定。然后证明了量子力学中Dyson级数的对偶是由最近设计的以绝热近似为首阶的级数给出的。这个结果的一个简单应用是通过重新推导强微扰量子系统的一个定理给出的。
1998-07-23 chao-dyn cond-mat gr-qc
Method of comparison equations for cosmological perturbations
应用比较方程方法研究暴胀过程中的宇宙学扰动，得到了慢滚参数下一阶和二阶标量和张量扰动的全功率谱.我们比较我们的结果与其他方法，特别是格林函数方法和改进的WKB近似，并找到协议的慢滚结构。比较方程的方法，就像改进的WKB近似，但是，可以应用到更一般的情况下，慢滚近似失败。
2006-03-08 astro-ph gr-qc hep-th
Perturbations of Extremal Kerr Spacetime: Analytic Framework and Late-time Tails
基于Mano，Suzuki and Takasugi（MST）提出的Teukolsky方程，我们发展了一个完整而系统的分析方法来研究极端Kerr时空的场扰动.给出了径向解和频域格林函数的特殊函数无穷级数解析表达式。作为一个应用程序，我们计算，第一次，领先的晚时间的行为，由于分支点在零频率的标量，引力和电磁场扰动和关闭的事件视界。我们还使用MST方法计算了分支点附近的格林函数模式在超辐射束缚频率的领先行为，并表明这种行为与文献中使用不同方法的现有结果一致。
2020-02-28 gr-qc hep-th math-ph
The Early-Time Evolution of the Cosmological Perturbations in f(R) Gravity
我们研究了f（R）引力中线性宇宙学扰动的演化，它是解释晚期宇宙加速的暗能量的替代。我们数值计算的早期演化与近似，我们设法解决一个问题，通常出现在一个解决完整的演化方程。利用近似的演化方程，我们可以很好地评估引力修正对早期演化的影响，从而检验广泛应用于早期宇宙的广义相对论（GR）近似的有效性。特别地，我们比较了我们的近似和传统的GR近似分别得到的CMB光子密度微扰和物质密度微扰。我们发现在f（R）引力的早期，引力修正的影响可能是不可忽略的。我们的结论是，为了自洽，在f（R）理论中，在处理早期演化时，应该采用本文提出的近似而不是GR近似。
2011-08-15 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Analytic expressions for the second-order scalar perturbations in the $Λ$CDM Universe within the cosmic screening approach
本文利用宇宙屏蔽方法研究了常规$Λ$ CDM宇宙中的二阶标量扰动。导出了速度无关和速度相关的二阶标量扰动的解析表达式。我们演示了如何汤川屏蔽效应，这是固有的一阶度量修正，体现在二阶的。结果表明，所得到的公式的二阶扰动减少到已知的后牛顿表达式的距离远小于汤川屏蔽长度。在精密宇宙学时代，这些解析公式起着重要的作用，因为二阶度规修正可能会影响观测数据的解释（例如，光度-红移关系、引力透镜效应、重子声学振荡）。
2019-06-20 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Analytic solutions of the Teukolsky equation for massless perturbations of any spin in de Sitter background
我们提出的解析解Teukolsky方程的无质量扰动的任何自旋在4维德西特背景。方程的角度部分将分离常数固定为离散集合，其解由超几何多项式给出。对于径向部分，我们推导出解析幂级数解，它在极点处是正则的，并确定了一个超越函数，其零点给出了波频率的特征值。我们研究了径向方程显式多项式解的存在性，得到了两类奇异封闭形式解，一类具有离散波频率，另一类具有连续频谱。
2020-10-08 gr-qc hep-th math-ph
Thermal Effects and Sudden Decay Approximation in the Curvaton Scenario
我们研究了温度依赖的曲率衰变率对曲率场景中产生的原始曲率扰动的影响。利用常见的突变衰减近似，我们得到了曲率衰减后曲率扰动的解析表达式。然后，我们调查数字的背景和扰动的衰变过程中的演变。我们首先表明，瞬时转移系数，相关的曲率能量分数在衰变，可以扩展到一个更一般的参数，这取决于净转移的曲率能量到辐射能量，或等价地，在总熵比后，完全曲率衰变。然后，我们计算曲率扰动，并将此结果与突然衰减近似预测进行比较。
2014-07-19 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Physical approximations for the nonlinear evolution of perturbations in dark energy scenarios
星系团等坍缩天体的丰度和分布将成为研究暗能量和暗物质性质的重要工具。超大质量物体的计数不仅对暗能量的状态方程敏感，它参数化了暗能量压力的平滑分量，而且对暗能量的声速也敏感，它决定了非均匀和坍塌结构中的压力大小。由于这些结构的演变必须遵循的非线性政权，和一个完全相对论框架，这个政权还不存在，我们比较两个近似方案：广泛使用的球形崩溃模型，和伪牛顿的方法。我们表明，这两种近似方案传达相同的方程的密度对比度，当压力扰动的暗能量参数化的有效声速。我们还比较了这些近似方法与线性化区域中的广义相对论，这为近似提供了一些支持。
2008-06-20 astro-ph gr-qc hep-ph
